Текст книги "100 вопросов – 100 ответов. Хрестоматия"

Далеко ли до Солнца?

Как узнать расстояние до Солнца? И вообще, как определить расстояние до предмета, если приблизиться к нему невозможно? Люди придумали способы, с помощью которых можно не только определить расстояние до какого-нибудь недоступного предмета, но и узнать расстояние до небесных тел – до Луны, до Солнца, до звёзд. Для этого необходимо было знание математики и очень точные измерительные приборы.

Расстояние до небесных светил астрономы определяют подобно тому, как артиллеристы определяют расстояние до цели. Предмет, расстояние до которого надо определить, рассматривают одновременно с двух разных мест. Зная расстояние между точками наблюдения и угол между направлениями на цель, можно высчитать расстояние до неё. Производя наблюдения за небесными телами с двух разных точек земного шара, астрономы вычислили расстояние до Солнца, Луны, планет.

От Земли до Солнца почти 150 миллионов километров. Луч света проходит это расстояние за 8 минут 20 секунд. В природе не существует большей скорости, чем скорость света – 300 000 километров в секунду. Никакое тело, никакая частица не могут двигаться быстрее. Но если бы вдруг наше Солнце погасло, то мы на Земле узнали бы об этом только через 8 минут 20 секунд, потому что оно находится на огромном расстоянии от нас.

Чем отличаются планеты от звёзд?

Ещё в глубокой древности наблюдатели заметили, что на небе кроме неподвижных звёзд есть особые блуждающие светила, и назвали их планета-ми (слово «планета» в переводе с греческого – «блуждающая»).

На первый взгляд планета и звезда действительно очень похожи. Но если посмотреть повнимательнее, можно заметить, что звёзды мерцают, а планеты светят ровным спокойным светом. Это происходит потому, что звёзды, как наше Солнце, – раскалённые газовые шары, а планеты не имеют собственного света, мы их видим потому, что они отражают солнечный свет, падающий на их поверхность.

В бинокль или телескоп планета видна как маленький светлый кружок, а любая звезда – всегда светящаяся точка. Если за небом наблюдать несколько ночей подряд, то можно заметить, что планеты перемещаются на фоне неподвижных по отношению друг к другу звёзд.

Какая звезда самая яркая?

Венера. Только это не звезда, а планета. Она является волшебницей небесного свода и ярче самой яркой из звёзд. Её можно увидеть даже невооружённым глазом при дневном свете. Лучше всего она видна на утреннем или вечернем небе. Среди звёзд и других планет ей нет равных по яркости. Диск Венеры виден даже в небольшой телескоп.

Поверхность Венеры – ближайшей к Земле из всех планет – недоступна оптическим наблюдениям, так как планета окутана облаками. Поэтому подавляющее большинство физических характеристик планеты получено с помощью радиометодов и космических исследований.

Основные исследования Венеры выполнены автоматическими станциями «Венера-4» и «Венера-16» (СССР) в 1967–1983 годах. А в 1985 году с пролетавших мимо Венеры космических станций «Вега-1» и «Вега-2» были сброшены в атмосферу Венеры аэростатные зонды и посадочные блоки, опустившиеся на поверхность планеты.

В результате исследований было установлено, что атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа (96 %). Она плотнее атмосферы Земли почти в 60 раз. Солнечные лучи проходят (хотя и не полностью) сквозь атмосферу и за долгий венерианский день, который длится 116,8 земных суток, нагревают поверхность планеты. Отражённые от поверхности тепловые лучи не пропускаются углекислым газом. Из-за этого поверхность Венеры и нижние слои её атмосферы нагреты до высокой температуры (до 480 °C).

Есть ли жизнь на Марсе?

Ближайший «сосед» Земли со стороны, противоположной Солнцу, Марс имеет цвет, напоминающий огонь. Возможно, именно за этот цвет древние римляне дали планете имя бога войны. Марс удалён от Земли на расстояние большее, чем Венера. Он меньше Земли примерно вдвое по диаметру и в 9 раз – по массе. Год на Марсе длится около двух земных лет, а период его обращения вокруг собственной оси примерно равен земному.

В телескоп на Марсе можно разглядеть тёмные и светлые участки поверхности, а на полюсах – яркие белые пятна: это полярные снеговые шапки. Иногда на этой планете удаётся увидеть «синие облака». Более мелкие детали поверхности Марса удалось рассмотреть по снимкам, сделанным автоматическими межпланетными станциями. Марс выглядит как безжизненная пустыня, покрытая красноватым песком. На Марсе есть многочисленные кратеры метеоритного происхождения, сильно сглаженные ветрами. Есть горы, некоторые из них являются потухшими вулканами. На Марсе находится самая высокая гора в Солнечной системе – это гора Олимп высотой 27 километров, втрое выше нашего земного Эвереста.

На Марсе не так тепло, как на Земле. Ему достаётся в 2,15 раза меньше солнечной энергии. Даже на экваторе, в самой жаркой зоне, в полдень температура редко поднимается выше 0°, а ночью падает до минус 100°. А на полюсах ещё холоднее. Воды в виде жидкости на Марсе нет. Атмосфера сильно разрежена. В ней часто возникают ветры и даже ураганы. Марсианский грунт изучали по пробам, взятым американскими станциями «Викинг-1» и «Викинг-2». Исследования показали, что на Марсе нет даже микроорганизмов, то есть жизни на Марсе нет.

Какие планеты вращаются в обратную сторону?

Английский учёный Уильям Гершель, наблюдая в 1781 году звёзды в телескоп, заметил, что одна из них перемещается. Он сделал вывод, что это планета – далёкая, непознанная, загадочная. Оказалось, что расстояние от неё до Солнца – 2869 миллионов километров, почти в 20 раз больше, чем от Земли, и она совершает полный оборот по орбите за 84 года. Дальнейшие наблюдения показали, что Уран – особенная планета.

В отличие от Земли и других планет, Уран, подобно Венере, вращается вокруг собственной оси в сторону, противоположную вращению вокруг Солнца, да к тому же (это характерно только для Урана) как бы лёжа на боку. Изучать Уран очень трудно даже пользуясь самыми современными оптическими приборами. Только в 1986 году телекамеры автоматической станции «Вояджер» сняли Уран и его спутники.

Какие планеты имеют кольца?

У планет-гигантов Юпитера, Сатурна и Урана есть кольца.

Кольцо Сатурна было открыто голландским учёным Гюйгенсом в 1656 году, хотя ещё раньше Галилей, рассматривая Сатурн в свой слабый телескоп, обнаружил, что эта планета чем-то окружена.

Изучение Сатурна показало, что кольцо с поверхностью планеты нигде не соприкасается, состоит из нескольких колец, вложенных друг в друга и разделённых промежутками. Кольца не являются сплошными, а состоят из отдельных частиц, крупных и мелких, которые, как спутники, вращаются вокруг планеты, в совокупности образуя кольца.

Наличие кольца у планеты Юпитер предсказал в 1960 году учёный Сергей Константинович Всехсвятский, а в 1979 году его сфотографировала американская станция «Вояджер». Оно очень тонкое, состоит из мелких камней и пыли и обращено к Земле ребром, поэтому с нашей планеты его не видно.

Уран имеет очень тонкие кольца, которые в телескоп не наблюдаются. С помощью «Вояджера» обнаружили 11 чётких колец и несколько нечётких, так называемых диффузных. Исследования спутников и колец далёких планет наверняка принесут ещё много интересного.

Где у кометы хвост?

В строении кометы различают голову, состоящую из ядра и оболочки, и хвост, конец которого размыт и теряется на фоне ночного неба. Плотность хвоста настолько мала, что через него просвечивают даже слабые звёзды.

Самой яркой частью головы кометы является её ядро, состоящее из обычного льда, смёрзшихся газов и твёрдых частиц. Ядро может иметь размеры до нескольких километров. Оно при приближении кометы к Солнцу начинает испаряться, и вокруг него возникает светящаяся под действием солнечных лучей газовая оболочка – кома.

Поток частиц ионизованного газа, летящий от Солнца, так называемый «солнечный ветер», оказывает действие на хвост кометы, как бы «сдувает» его в сторону, противоположную Солнцу. Когда комета приближается к Солнцу, она движется головой вперёд, при этом хвост удлиняется, а при удалении от Солнца – хвостом, который уменьшается, вперёд. Хвосты комет могут простираться на миллионы километров: хвост кометы 1811 года превышал расстояние от Земли до Солнца! С каждым приходом к Солнцу под действием его теплоты кометы всё больше и больше теряют свою массу, разрушаясь.

Ядро распадается на множество мелких частиц, которые постепенно рассеиваются вдоль орбиты кометы. Кома и хвост превращаются в межпланетный газ. Комета исчезает.

Может ли Земля встретиться с кометой?

Как и любая планета, Земля не застрахована от встречи с кометой. И такая встреча произошла в мае 1910 года: Земля прошла сквозь хвост кометы Галлея. Несмотря на мрачные прогнозы, ничего страшного и необычного не произошло. Даже в пробах воздуха, взятых из верхних слоёв атмосферы, не было обнаружено ни малейших изменений. Выходит, кометные хвосты не действуют губительно на земную атмосферу? А если произойдёт столкновение планеты с ядром «косматой звезды»? Как подсчитали астрономы, такое событие маловероятно.

Хотя Земля находится в опасной астероидной зоне и вся Солнечная система наполнена космическими телами размером от большого камня до маленькой планеты, хотя нашей планете угрожают около 10 тысяч различных космических тел, современная наука и техника дают возможность человечеству позаботиться о своей безопасности.

Во-первых, астрономы могут предсказать встречу с непрошеным гостем, ведь целая сеть мощных телескопов во многих странах мира непрерывно отслеживает опасные небесные тела. Во-вторых, есть способы противодействовать вторжению пришельцев – атаковать астероид, комету или метеор ракетой с ядерной боеголовкой или произвести направленный взрыв в непосредственной близости от них.

В-третьих, успокаивает тот факт, что мелких метеоров больше, чем крупных. Изучение метеоритных кратеров на Земле позволяет заключить, что падение крупного метеорита происходит в среднем раз в 50 миллионов лет.

Каковы размеры Вселенной?

Попробуем вообразить себе масштабы Вселенной, взяв для начала размер, привычный для нас: высоту потолка в 4 метра. Умножим её на десять тысяч и выйдем при этом в стратосферу (40 километров). Сделаем следующий шаг: умножим ещё на десять тысяч и попадём на Луну (400 000 километров), а умножив ещё на десять тысяч, мы попадём на границу Солнечной системы, удалённую на 4 миллиарда километров, то есть на расстояние, которое свет пройдёт примерно за 4 часа. Этого предела уже достигали автоматические станции, посланные с Земли.

Следующий шаг катапультирует нас прямо к Альфе Центавра – ближайшей звезде, удалённой от Земли на 40 000 миллиардов километров. Теперь уже один километр оказывается смехотворно маленьким, и в качестве единицы измерения используется световой год, который немногим меньше 10 000 миллиардов километров. Альфа Центавра находится на расстоянии 4,3 световых года.

Шестая ступень приведёт нас в недра Галактики – громадной массы сотен миллиардов звёзд, одна из которых, наше Солнце, находится на окраине этого скопления. После следующего умножения на десять тысяч, то есть следующего шага, нас отнесёт на расстояние в 400 миллионов световых лет, при этом звёзды уже заведомо слишком малы, чтобы быть различимыми, и Вселенная кажется нам равномерно заполненной миллиардами галактик.

Дальше даже мысленно мы продвигаться не сможем. Согласно представлениям современной науки, невозможно увидеть объекты, отдалённые на расстояния, большие, чем примерно 12 миллиардов световых лет.

Таковы космические масштабы на сегодняшний день.

Имеет ли Вселенная конец?

Большинство астрономов считают, что та Вселенная, которую мы можем наблюдать, – это только часть Вселенной, простирающейся в необозримо далёком пространстве. Но как далеко она распространяется? Или она бесконечна? Может быть, где-то она всё же имеет конец?

По мнению многих астрономов, ответы на эти вопросы можно найти в природе космоса. По современной теории Вселенная конечна, но безгранична, закручена вокруг самой себя. Это означает, что нельзя выйти из этого пространства, так как любой путь будет пролегать по кругу и снова приведёт в начальную точку.

Какая галактика расположена ближе всего к нам?

Туманность в созвездии Андромеды – это другая галактика, соседняя с нашей. Как и наша Галактика, она состоит из миллиардов звёзд, из звёздных скоплений, облаков газа и пыли, потухших звёзд, планет. Свет от нашей «галактической соседки» мчится к нам два миллиона триста тысяч лет. Вот какое расстояние между галактиками! А 150 миллионов километров от Земли до Солнца свет проходит всего за 8 минут.

Наша Галактика, Туманность Андромеды, другие галактики образуют Местную группу (или систему) галактик. Как множество городов составляют страну, так скопления и сверхскопления галактик составляют нашу Вселенную.

Учёные выяснили, что Вселенная имеет так называемую ячеистую структуру: по своему строению она напоминает пчелиные соты, или губку, или мыльную пену, где гигантские ячейки образованы скоплениями галактик.

Можно ли долететь до звёзд?

До Плутона – самой дальней планеты Солнечной системы – космический аппарат летит немногим больше десяти лет. А можно ли долететь до Большой Медведицы или Кассиопеи? Долететь до созвездий невозможно.

Каждое созвездие – это тот участок неба, который виден с Земли. Из-за очень большого расстояния нам кажется, что звёзды расположены рядом. На самом деле звёзды, входящие в одно созвездие, находятся на разных расстояниях от Земли.

А если вы захотите долететь до звезды? Теоретически это возможно. Но с какой же скоростью надо двигаться и сколько лет добираться, например, до Сириуса? Если со скоростью света (300 000 километров в секунду, самой большой скоростью в природе), то потребуется почти девять лет. А до Веги – 27. А до Полярной звезды расстояние – пятьсот световых лет, то есть луч света от Полярной звезды к Земле летит 500 лет. Это значит, что если эта звезда потухнет, то на Земле узнают об этом только через 500 лет, а сейчас мы видим её такой, какой она была 500 лет назад.

В настоящее время не придумали ещё таких летательных аппаратов, которые смогли бы мчаться со световой скоростью или близкой к ней. Если придумать способ двигаться со скоростью света, то полёт к звёздам будет возможен.

Почему меняется вид звёздного неба в течение года?

В разные времена года по вечерам можно наблюдать разные созвездия. Отчего это происходит?

Солнце, как показывают наблюдения, не только движется вместе со всеми звёздами в течение суток, восходя на востоке и заходя на западе, но ещё и медленно перемещается среди звёзд в обратном направлении, т. е. с запада на восток, переходя из созвездия в созвездие. То созвездие, в котором в данный момент находится Солнце, мы наблюдать не можем, так как оно восходит вместе с Солнцем и движется по небу днём, когда звёзды не видны. Путь, по которому Солнце перемещается среди звёзд в течение года, называется эклиптикой. Он проходит по двенадцати так называемым зодиакальным созвездиям, в каждом из которых Солнце ежегодно бывает приблизительно по одному месяцу.

Годичное движение Солнца среди звёзд – кажущееся. На самом деле движется сам наблюдатель вместе с Землёй вокруг Солнца, поэтому и кажется, что Солнце переходит из одного созвездия в другое.

Чем отличаются новые звёзды от сверхновых?

Существуют звёзды, блеск которых увеличивается очень быстро: звезда, разгораясь в течение нескольких дней или даже часов, внезапно вспыхивает. Светимость при вспышке может увеличиваться в десятки миллионов раз! Затем блеск звезды начинает ослабевать сначала быстро, а потом медленно, и звезда в конце концов становится такой же, какой была до вспышки. Такие звёзды назвали новыми. Любители-астрономы нередко открывают такие звёзды. Раньше думали, что это действительно вновь появившаяся звезда. Но все эти звёзды существовали и раньше, только обнаруживались с трудом из-за их слабой светимости.

Многие из новых звёзд вспыхивают неоднократно. Что же заставляет звёзды взрываться? Очень горячие звёзды часто находятся в неустойчивом состоянии. Из их недр вырывается энергия, наружные газовые слои срываются и с огромной скоростью несутся в пространство, чтобы потом рассеяться. После взрыва через год-два вокруг ослабевшей звезды становится видимой в телескопы газовая туманность, светлая, расширяющаяся. Сброшенная оболочка, освещаемая звездой, удаляется от неё, рассеивается в пространстве. Новая звезда при вспышке не разрушается, а лишь сбрасывает часть своего звёздного вещества. Новых звёзд насчитывается более 200, и большинство из них – в Млечном Пути.

Иногда взрывы звёзд бывают такой огромной мощности, что светимость увеличивается колоссально – в сотни миллионов раз! И звезда разрушается. Такую звезду называют сверхновой. Вспышки сверхновых звёзд – чрезвычайно редкое, но замечательно яркое явление. Такие звёзды становятся при вспышке настолько яркими, что могут быть видны невооружённым глазом даже днём. За последнее тысячелетие вспыхнуло пять сверхновых звёзд.

Что такое чёрная дыра?

Великий ученый Альберт Эйнштейн в общей теории относительности доказал возможность существования чёрных дыр. И хотя они ещё до сих пор не обнаружены, есть факты, подтверждающие эту гипотезу. Звёзды – это эволюционирующие объекты. Они, как и люди, рождаются, живут, умирают. И хотя за всё время существования цивилизации на небе не исчезло и не появилось ни одной заметной глазу звезды, звёзды не остаются неизменными. Постепенно термоядерное топливо в них выгорает и звезда «стареет». Чем больше масса звезды, тем быстрее проходит она свой жизненный путь, становится красным гигантом, а затем может превратиться в белый карлик и очень медленно остыть; или же под действием гравитационного поля сжаться до ядерной плотности, став нейтронной звездой, или же взорваться, как сверхновая, или же стать звездой-невидимкой под названием «чёрная дыра».

В чёрную дыру могут превратиться массивные звёзды (крупнее нашего Солнца во много раз!) при их катастрофическом сжатии – колла́псе. Мощное гравитационное поле массивной звезды так сильно сжимает её вещество, что не только вещество, но даже и электромагнитное излучение (радиоволны) не может выйти из звезды, и она перестаёт быть видимой. Всё – вещество, любой вид излучения – будет как бы проваливаться в невидимую дыру.

Пространство и время в области чёрной дыры приобретают удивительные свойства: пространство стягивается в точку, то есть фактически не существует, а время также перестаёт существовать. Для наблюдателя, оказавшегося на «краю» чёрной дыры, не было бы ни прошлого, ни настоящего, ни будущего.

Кто был первым человеком, полетевшим в космос?

Запуск первого в мире искусственного спутника Земли ознаменовал начало космической эры, а 12 апреля 1961 года с космодрома Байконур поднялся в небо космический корабль «Восток» с человеком на борту.

Юрий Алексеевич Гагарин, открывший дорогу в космос, облетел земной шар за 108 минут и совершил посадку в заданном районе. А за каждой минутой его полёта – поиск, упорная работа конструкторов, инженеров, рабочих всех специальностей. Осуществилась давняя мечта человека – обрести крылья и взлететь над Землёй.

Его любила вся планета. Он стал символом нашего времени. Однако не хотел останавливаться на достигнутом, готовился к новым полётам… Трагическая авария во время одного из тренировочных полётов на реактивном самолёте оборвала жизнь первого космонавта планеты. Но люди Земли всегда будут помнить Юрия Гагарина, его необыкновенно добрую улыбку.

Кто был первым космонавтом, вышедшим в открытый космос?

Зачем человеку надо было выходить в космос? Нельзя не выходить в космос, как, плавая, скажем, в океане, нельзя бояться упасть за борт и не учиться плавать. Космонавт, вышедший в космос, должен уметь выполнить все необходимые ремонтно-производственные работы, например произвести сварку!.. Может сложиться такая ситуация, когда один корабль должен оказать помощь другому.

18 марта 1965 года начался полёт корабля «Восход-2», командиром которого был лётчик-космонавт Павел Иванович Беляев, а вторым пилотом – лётчик-космонавт Алексей Архипович Леонов. С борта корабля велась телевизионная передача о первом выходе человека в открытый космос, был снят фильм под названием «В скафандре над планетой».

Через люк шлюзового устройства Алексей Архипович Леонов, одетый в мягкий защитный скафандр, вышел из корабля. За бортом он провёл 10 минут, которые показали, что в космосе можно работать. На высоте почти пятисот километров над Землей, со скоростью 28 000 километров в час, в открытом космическом пространстве летел человек, который стал на 10 минут спутником Земли.